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La génétique d'association et la sélection génomique sont devenues des méthodes importantes dans les programes d'amélioration de la reproduction des cultures pérennes, de manière à accélérer les efforts de reproduction et d'accroître l'efficacité de la sélection. Ce sont des bonnes alternatives à l'approche classique de cartographie par caractères quantitatives. Le programme de recherche d'amelioration du cacaoyer de l'USDA-ARS et Mars Inc. a permis le développement dans plusieurs pays de populations de cacaoyer sélectionnées pour leurs gènes de résistance au balai de sorcière, à la moniliose et à la pourriture brune des cabosses, mais également pour leurs caractères de productivité. Les QTL associés à ces traits ont été identifié; Cependant, certaines de ces associations sont spécifiques à certaines populations et sont influencées par leurs interactions avec l'environnement De plus, la majorité de ces caractères sont contrôlées par plusieurs gènes à effets réduits. En raison de ces contraintes, les méthodes de sélection assistées par marqueur (MAS) et les méthodes de reproduction traditionnelle n'ont pas été très efficaces dans l'accélération du développement des variétés de cacaoyer à meilleurs rendements, diférentes saveurs et à l'augmentation de la résistance contre les maladies et les insectes. Les progrès technologiques et du séquençage génomique ainsi que la réduction des coûts associés, ont permis le développement de milliers de marqueurs "Single Nucleotide Polymorphism (SNP)" qui sont actuellement utilisés lors de l'identification parentale, la caractérisation du matériel génétique et la cartographie fine des QTL. En outre, l'approche dite "genotype-by-sequencing" est également actuellement utilisée chez le cacaoyer. Enfin, le récent développement de méthodologies statistiques robustes pour la génétique d'asation et la sélection génomique (GS) les rendent très attrayantes pour une utilisation dans l'amélioration du cacaoyer. Nous utilisons actuellement dans notre programme de recherche les QTL identifiés précédemment et appliquons des techniques de génétique d'association afin d'évaluer les associations marqueur-caractère dans différentes populations de cacaoyer d'Amérique du Sud et Centrale, d'Afrique et d'Asie. Un autre objectif est l'identification de loci signi:ficativement asés à la résistance contre les maladies, aux caractères agronomiques et caractères de qualités, afin de pouvoir ensuite les utilisés comme prédicateurs de performance. La sélection basée sur ces prédicateurs peut mener plus rapidement à des gains génétiques, à une diminution du temps et du coût de libération de variétés supérieures à haut rendement, résistantes aux maladies et présentant les attributs de qualité exigés par l'industrie de la confiserie.

Un projet international visant au séquençage d'une importante collection de 180 000 clones ADNc de cacao enrichis en pleine longueur, représentant des gènes exprimés dans T. cacao L. a été réalisé. Ces clones ont été isolés principalement à partir de deux génotypes, Scavina6 et ICS1, et à partir de différents organes avec et/ou sans traitement avec divers stress biotiques et abiotiques. Environ 45 bibliothèques d'ADNc ont été élaborées à partir d'une large gamme d'organes : fleurs (auto-pollinisées et avec pollinisation croisée), coussinets floraux, graines à différents stades de développement et durant la fermentation, cherelles, cortex de cabosse, pousses, bois, racines, graines germées et embryons de culture in vitro. Des bibliothèques ont également été construites à partir d'organes soumis à des stress biotiques : feuilles et cabosses inoculées avec #Phytophthora palmivora# et #megakarya#, tiges et cabosses inoculées avec #Crinipellis perniciosa#, cabosse inoculée avec #Moniliophthora roreri#, tige inoculée avec #Ceratocystis fimbriata#, cabosses inoculées avec des endophytes utilisés pour la lutte biologique, et tiges attaquées par des mirides. Des bibliothèques d'hybridations soustractives suppressives (SSH) ont aussi été généralement construites à partir de ces interactions avec des pathogènes végétaux pour faciliter l'identification ultérieure de gènes de résistance ou de défense exprimés dans le cacaoyer au cours d'infections par les pathogènes. Par ailleurs, deux bibliothèques SSH ont été réalisées pour les fleurs en utilisant les deux conditions à la fois comme sondes et comme pilotes. Des bibliothèques ont également été établies à partir de boutures dans des conditions de sécheresse. La construction et la gestion des bibliothèques d'ADNc, le "picking" et la réplication ont été réalisés avec l'aide de la plate-forme robotique, au sein du " GENOPOLE Languedoc-Roussillon ". Tous le travail de séquençage a été réalisé par le GENOSCOPE (Ivry), le Centre national français de séquençage. Pour stocker et exploiter efficacement les informations sur les gènes, un pipeline bioinformatique (ESTtik) a été utilisé, qui traite automatiquement les séquences, les assemble, les annote, et compile les résultats dans une base de données sur Internet, ce qui permet aux chercheurs de consulter les résultats et d'effectuer des requêtes. Après l'annotation et la comparaison des données des séquences de cacao avec la base de données internationale des séquences (NCBI), environ 68 % des séquences de cacao faisaient apparaître une similitude significative avec les séquences génétiques d'autres espèces. Ces comparaisons ont permis l'annotation de la fonction génétique de beaucoup des séquences, ainsi qu'une classification générale des séquences d'ADNc de cacao en fonction du système d'ontologie génétique. Cette nouvelle ressource de séquences EST de cacao rend possible l'identification de centaines de nouveaux marqueurs microsatellites et de milliers de SNP (Polymorphismes d'un seul nucléotide), de nouveaux marqueurs très efficaces, la recherche de gènes candidats de cacao homologues à des gènes spécifiques d'intérêt qui ont été caractérisées chez d'autres espèces (impliqués dans la résistance, la réaction de défense, la qualité...), et l'identification d'un vaste ensemble unigène convenant à l'analyse, par génomique fonctionnelle, des mécanismes moléculaires sous-tendant la résistance, la qualité ou d'autres caractères intéressants pour la sélection génétique du cacao.

Introduit en Afrique occidentale à la fin du 19e siècle et cultivé depuis plus de 130 ans, le cacaoyer (#Theobroma cacao# L.) est devenu la première espèce d'arboriculture au plan économique, source importante de revenus pour les pays producteurs et leurs cacaoculteurs dont la production représente 70 % de la production mondiale de cacao. L'Amelonado de la population de Forasteros de Basse Amazonie (Bahia) fut le premier introduit et cultivé, ainsi que certaines variétés de Trinitario jusqu'à ce qu'une épidémie de CSSV (oedème des pousses du cacaoyer) ravage et détruise presque totalement l'industrie durant les années 1930. Au début des années 1940, de nouveaux clones de Forasteros de Haute Amazonie furent introduits. Au cours des 50 dernières années, la diffusion massive de nouveau matériel végétal, la mise en place de programmes de sélection systématique, de sélection dans les exploitations cacaoyères, l'introduction de nouvelles techniques de culture et la pratique de la culture intensive ont abouti à la création d'une nouvelle population hybride qui a évolué de manière similaire à la population de Trinitarios après le cyclone de 1727 à Trinidad. Des analyses multivariées de données moléculaires obtenues à partir de treize loci microsatellites sur quelque 600 génotypes ont montré que l'Amelonado d'Afrique occidentale constituait 8,8 % de la population totale ; le F3 Amazon 14 % ; la combinaison Criollo/Trinitario 2,2 % et la population hybride 75 % de cette population totale. Les résultats de cette étude montrent que la majeure partie des exportations venant du Nigeria et aussi du Ghana et de Côte d'Ivoire qui ont des populations similaires, sont issus de cette population hybride. En conséquence, il est proposé d'établir une nouvelle nomenclature, l'AMELZONARIO, pour cette population hybride pour la différentier des populations plus courantes - l'Amelonado d'Afrique occidentale et le F3 Amazon. Cette étude montre également que la culture de l'Amelonado d'Afrique occidentale, autrefois très répandue, et qui a des caractéristiques génétiques et de qualité uniques, est en voie de disparition rapide. Des suggestions ont été faites concernant l'étude des caractères agronomiques et de qualité de ces populations qui peuvent avoir des conséquences en termes de commercialisation, de préférences du consommateur et de conservation de la population d'Amelonado d'Afrique occidentale.

Le titre de cet article (" Plus d'étranger ") peut apparaître discriminatoire et c'est bien en fait son intention. Dans cette contribution, nous essayons de convaincre la communauté scientifique du cacao de ne pas utiliser le terme Forastero (" étranger ") pour identifier un matériel génétique du cacao qui n'est pas d'origine Criollo. Le terme Forastero est apparu en Amérique latine pour différencier le cacao introduit des sélections cultivées localement. Il n'y a donc aucune signification scientifique à ce terme qui a été largement utilisé pour identifier le matériel génétique du cacao. Le cacao, malgré son importance économique et les nombreuses études de diversité génétique qui ont été publiées au cours des 20 dernières années, n'a jamais bénéficié d'aucune étude analysant un échantillon suffisamment large, avec un grand nombre de marqueurs, pour identifier la structure de sa diversité génétique au-delà de la traditionnelle distinction entre Criollo et Forastero. Même si la classification traditionnelle est devenue plus précise récemment avec la distinction entre Upper et Lower Amazon Forastero, et l'identification des sous-groupes Guiana, Nacional et Amelonado, ces termes sont loin de décrire la diversité génétique existante à l'intérieur de ce qu'on a appelé le Forastero. En 2008, nous avons publié un article intitulé " Geographic and Genetic Population Differentiation of the Amazonian Chocolate Tree (Theobroma cacao L) " qui décrivait la structure de la diversité génétique du cacaoyer à l'aide d'une approche statistique bayesienne, identifiait dix groupes génétiques ou clusters, et les proposait pour la nouvelle classification du matériel génétique du cacaoyer à la place de celle qui a été mentionnée plus haut. Dans cette contribution, nous présentons un protocole pour identifier l'origine génétique de tout échantillon pertinent sur la base des 10 clusters génétiques mentionnés comme groupes génétiques de référence. À l'aide de la base de données librement accessible qui a été produite (http://www.ars.usda.gov/Research/docs.htm?docid=16432), qui contient plus de 200 000 points de données caractérisant plus de 1 000 accessions de matériel génétique, un nouveau protocole d'identification génotypique est décrit. En utilisant les données et en suivant la procédure de ce protocole, il est possible d'identifier le degré de parenté de tout échantillon en référence aux 10 groupes génétiques du cacaoyer nouvellement identifiés dans tout laboratoire capable d'analyser l'empreinte génétique de l'ADN du cacaoyer à l'aide de microsatellites.

Cocoa breeding in Côte-d'Ivoire was initially based on the creation and selection of bi-parental crosses (hybrid varieties) with yield as the main criterion. Since the introduction of Upper Amazon (UA) materials in 1954, hundreds of "single pair" crosses between different groups have been made and the best crosses, mainly of the UA x Lower Amazon (LA) type (Amelonado), have been selected and distributed to farmers. This breeding strategy uses only part of the genetic diversity available and does not lead to the continuous genetic advancement required to improve resistance to pest and disease traits. From 1990 onward, a reciprocal recurrent selection (RRS) scheme was adopted in Côte d'Ivoire based on two complementary genetic groups: selected UA (providing good combining ability for early yield, adaptation, and for resistance to Phytophthora pod rot) and a mixture of Trinitario (T) and LA (providing good yield potential, self-compatibility, large beans and good flavour). Most of the second cycle parental clones were selected as single trees in the first cycle intra-group crosses, but also some additional parental clones were included. Based on data obtained from 12 microsatellite primers, the genetic diversity and genetic distances of the parental populations used in the first and second selection cycles were studied. More recently, some QTLs for resistance to Phytophtora have been identified for marker assisted selection on progenies from crosses that involved SCA6 and P7. Molecular markers are also being used for preventive breeding against frosty pod and witches' broom. In order to enlarge the local collection, the Centre National de Recherche Agronomique (CNRA) is engaged in a farmers' participatory approach for selecting new cocoa varieties and importing new germplasm from the international cocoa quarantine of Reading University. (Texte intégral)

La culture du cacaoyer en Côted'Ivoire est assurée par des milliers de paysans qui s'adressent rarement aux fournisseurs officiels de semences pour les extensions de leurs plantations. Les sources d'approvisionnement en semences sont variées. Par conséquent, la diversité du matériel existant dans le milieu pays an est mal connue. Dans cette étude, la diversité génétique de 554 individus issus des plantations paysannes des six zones de culture suivantes a été étudiée : Abengourou, Aboisso, Divo, Gagnoa, Daloa et Soubré. Les arbres analysés ont été sélectionnés par les paysans selon les critères de production, de résistance à la pourriture brune des cabosses et de résistance aux insectes. Les paramètres de diversité génétique ont été calculés à partir des données moléculaires issues de 13 loci microsatellites. Les résultats obtenus ont montré que les zones d'Abengourou et d'Aboisso sont les plus riches en allèles. L'hétérozygotie observée est dans l' ensemble très élevée. Les plus fortes valeurs ont été observées dans les zones de Gagnoa et de Soubré et la plus faible valeur d'hétérozygotie a été observée dans la zone de Divo. Dans l'ensemble, les populations des différentes zones ont présenté une grande ressemblance. Les populations d'Aboisso et de Divo sont génétiquement proches. Il en est de même pour celles de Gagnoa et de Daloa.

Numerous collecting expeditions of Theobroma cacao L. germplasm have been undertaken in Latin-America. However, most of this germplasm has not contributed to cacao improvement because its relationship to cultivated selections was poorly understood. Germplasm labeling errors have impeded breeding and confounded the interpretation of diversity analyses. To improve the understanding of the origin, classification, and population differentiation within the species, 1241 accessions covering a large geographic sampling were genotyped with 106 microsatellite markers. After discarding mislabeled samples, 10 genetic clusters, as opposed to the two genetic groups traditionally recognized within T. cacao, were found by applying Bayesian statistics. This leads us to propose a new classification of the cacao germplasm that will enhance its management. The results also provide new insights into the diversification of Amazon species in general, with the pattern of differentiation of the populations studied supporting the palaeoarches hypothesis of species diversification. The origin of the traditional cacao cultivars is also enlightened in this study. (Texte intégral)